3 Специальная часть

3.1 Электрический расчёт освещения

Электрический расчёт освещения ведём методом приведённых моментов, для этого определим допустимую потерю напряжения ∆U_доп.%, %, по формуле:

∆U_доп.%=U_х.х.% - U_min.% - U_тр.% (81)

где U_х.х.% – напряжение холостого хода на шинах низшего напряжения трансформатора, %, U_х.х.% = 105%;

U_min.% – минимальное допустимое напряжение у наиболее удалённой лампы, %, U_min.% = 95%;

U_тр.% – потеря напряжения в трансформаторе, к которому подключена осветительная установка, %.

Определяем потери напряжения в трансформаторе U_тр.%­, по формуле:

U_тр.% = β(U_а.%·cosφ+U_р.%·sinφ), (82)

где β – коэффициент загрузки трансформатора, о.е.;

U_а.% и U_р.% – активная и реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %;

cosφ и sinφ – коэффициенты мощности нагрузки трансформатора, о.е.

Определяем активные потери напряжения по формуле:

U_а.%=(∆P_к.з.· 100)/S_ном. (83)

где ∆P_к.з.- потери короткого замыкания, кВт;

S_ном.- номинальная мощность трансформатора, кВ·А.

U_а.%=(1,97· 100)/100=1,97 %

Определяем реактивные потери напряжения по формуле:

U_р.% = √ U_к.з.%² - U_а.%² , (84)

где U_к.з.% - напряжение короткого замыкания трансформатора, %.

U_р.% = √ 4,5² - 1,97² = 4,05 %

По формуле (82):

U_тр.% = 0,79(1,97·0,92+4,05·0,39)=2,68 %

По формуле (81):

∆U_доп.%=105-95-2,68=7,32 %

Расчёт ведем согласно рисунку 3.

Рисунок 3

Определяем установленную мощность ламп в одном ряду по формуле (28):

P_уст.=18·(2·58)=2008 Вт

По формуле (34) определяем мощность освещения для светильников, расположенных в ряд P_р.о.1, кВт:

P_р.о.=1,25·0,95·2008·10^-3=2,38 кВт

Поскольку светильники расположены в шесть рядов и в каждом ряду по 18 светильников, то:

P_р.о.1= P_р.о.2= P_р.о.3 =P_р.о.4= P_р.о.5= P_р.о.6=2,38 кВт

Сечение каждого участка проводника S_i, мм², определяем по формуле:

S_i=М_пр./(С·∆U_доп.%), (85)

где М – момент нагрузки рассматриваемого участка сети, кВт·м;

С – расчётный коэффициент, для трехфазной сети с нулевым рабочим проводником и проводником из алюминия, принимаем С=48 о.е.

Момент нагрузки рассчитываем по формуле:

(86)

М_пр.=(P_р.о.1+P_р.о.2+P_р.о.3+P_р.о.4+P_р.о.5+P_р.о.6)·l₁₂+P_р.о.1·l₂₃+P_р.о.2·l₂₄+P_р.о.3·l₂₅+

+P_р.о.4·l₂₆+P_р.о.5·l₂₇+P_р.о.6·l₂₈ ,

где l₁₂ – расстояние от трансформаторной подстанции до щита освещения, м;

l₂₃ - l₂₈ – расстояние от щитка освещения до центра сосредоточения нагрузок первого - шестого участков, м.

М_пр.=(2,38+2,38+2,38+2,38+2,38+2,38)·30,5+2,38·45,3+2,38·39,8+2,38·33,8+

+2,38·27,8+2,38·33,5+2,38·39,5=958,4 кВт·м

По формуле (85):

S_i=958,4/(48·7,32)=2,72 мм²

Принимаем S=2 мм². Выбираем провод АПВ-5(1х3) с I_доп.=21 А

Проверяем правильность выбранного сечения по току из условия:

I_р.о.≤I_доп. (87)

21,46 А > 21 А

Условие не соблюдается, значит выбираем провод марки АПВ-5(1х5), с I_доп.=27 А.

21,46 А < 27 А

Условие соблюдено, марка проводка выбрана верно.

Действительную потерю напряжения на участке ∆U₁₂, %, определяем по формуле:

∆U₁₂=M₁₂/(C·S_i) (88)

∆U₁₂=435,54/(48·5)=1,81%

Определяем оставшуюся потерю напряжения в питающей линии ∆U_ост., %, по формуле:

∆U_ост.= ∆U_доп.- ∆U₁₂ (89)

∆U_ост.= 7,32 – 1,81=5,51%

Определяем S_2i, %, по формуле:

S_2i= М_2i/(С·∆U_ост.), (90)

где М_2i­ – приведённый момент участка 2i, кВт·м.

Приведённый момент участка 2i, определяем по формуле:

М_2i­=P_р.о.i·l_2i (91)

М₂₃=2,38·45,3=107,81 кВт·м

М₂₄­=2,38·39,8=94,72 кВт·м

М₂₅­=2,38·33,8=80,44 кВт·м

М₂₆=2,38·27,8=66,16 кВт·м

М₂₇­=2,38·33,5=79,73 кВт·м

М₂₈­=2,38·39,5=94,01 кВт·м

По формуле (90):

S₂₃= 107,81/(48·5,51)= 0,40 мм² 

S₂₄= 94,72/(48·5,51)= 0,35 мм²

S₂₅= 80,44/(48·5,51)= 0,30 мм²

S₂₆= 66,16/(48·5,51)= 0,25 мм²

S₂₇= 79,73/(48·5,51)= 0,30 мм²

S₂₈= 94,01/(48·5,51)= 0,35 мм²

Для всех шести участков определяем расчётный ток по формуле:

I_p.o.i =P_p.o.i/(1,73·U_л.·cosφ) (92)

Так как у всех участков равномерная, одинаковая нагрузка, то их расчётные токи равны.

I_p.o.i =2,38/(1,73·0,4·0,95)=3,80 А

По условию (64):

I_ном.р.≥3,80

Выбираем автоматический воздушный выключатель ВА51-31 с I_ном.в.=100А, I_ном.р.=6,3 А.

Выбираем ­питающие линии для всех участков осветительной сети АПВ-5(1х2,5) с I_доп.=19 А.

По условию (87):

19 А>6,3 А

Щиток освещения выбираем по условиям:

- по исполнению;

- по количеству отходящих линий;

- по типу защитного аппарата на отходящих линиях;

- по наличию и типу коммутационного аппарата на вводе;

- по максимальному току щитка освещения.

Так как на вводе расположен автоматический воздушный выключатель серии ВА51 и количество отходящих линий – шесть, то выбираем щиток освещения марки ПР8501-01 с I_ном.=160 А для навесной установки.

По формуле (28):

P_уст.=5·60=300Вт

Расчётную активную мощность аварийного освещения P_p., кВт, определяем по формуле (34):

P_p.=К_с.о.·P_уст.·10^-3, (93)

P_p.=1·300_.·10^-3=0,3 кВт

Так как в качестве аварийного освещения используется лампы накаливания, то Q_р.= 0 квар, поэтому полная расчётная мощность равна расчётной активной мощности:

S_p.=P_p.

S_p.=0,3 кВ·А

Расчётный ток аварийного освещения рассчитывается по формуле (14):

I_р.=0,3/(1,73·0,4)=0,43 А

Выбор автоматического выключателя ВА61F29-3C c I_ном.в.=63 А, с I_ном.р.=0,5 А, I_ср.э.р.=5 А.

Сечение проводника к ЩО выбираем по следующим условиям (67) и (68):

I_доп.≥0,46/1,0=0,43 А

I_доп.≥1·0,5/1,0=0,5 А

Выбираем провод марки АПВ-5(1х2,5) с I_доп.=19 А.